屋内測位をやってみました

iBeaconで使えるビーコンがなんとか３つ揃いましたので、測位を試してみました。


使用したビーコン

1. iPhone5c(Peripheralとして動作するiPhoneアプリ)
2. BLE Mini (RedBearLab社)
3. RaspberryPI（+ Bluz iBeacon）

[Tips] RaspberryPIでiBeacon

Raspberr PIで動作するiBeaconプログラムがGitHubにあったので、動かしてみました。

USBのBluetoothドングルを使用する。

使用したものはBuffaloのBSBT4D09
(http://buffalo.jp/products/catalog/supply/bluetooth/bluetooth/adapter/bsbt4d09/)

【手順】
・Raspberry PIにRaspbian(Raspberry用Debian)をインストールする。
・bluez、bluez-firmware、libbluetooth-devをインストールする。

# apt-get install bluez bluez-firmware libbluetooth-dev

・bluez-ibeaconのソースコードをチェックアウトする。
 (https://github.com/carsonmcdonald/bluez-ibeacon)

・bluez-ibeaconのbluez-beaconをビルドする。
・bluez-ibeaconのBeaconDemoをXcodeでビルドしてiPhoneにインストールする。

・BeaconDemoに表示されているUUID、Major、Minorでbluez-beaconを実行する。

# ./ibeacon 200 422106B972F04B7794FCA5D69D93F58B 1 1 -59

（第一引数はアドバタイジングパケットの送信インターバル（ms）、UUIDは、ハイフンを取り除いて記述しなくてはならない。）

・BeaconDemo上でステータスがOutdoor→Indoorに切り替わることを確認する。

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iBeaconの仕組を調べてみました

iBeacon は、iOSでBLEを利用できるようにしたもの、という認識でしたが、調べてみるといろいろと知っておかないといけないことがあるようです。

例えば、ビーコンを表現したCLBeaconというクラスがCoreLocationフレームワークにありますが、信号を受信できるビーコンは、Apple社のベンダー情報が設定されていないと行けないことがわかりました。どうもAppleとのNDA契約がないと勝手にiBeaconの製品を販売できないことになっているようです。

また、CoreLocationフレームワークは、GPSやネットワークを使った測位全般を扱うフレームワークですが、そこにBLEを使った領域観測の窓口があるのは、アプリ開発者にとって直にBluetoothのプロファイルを扱わなくてもよいというメリットがあります。

調べた内容は、「iBeacon開発」（ダウンロードはこちら）にまとめましたので、ご覧ください。

[Tips] BLEモジュールを試してみました

BLEでどういったことができるのか、現状で手に入るBLEモジュールとそのサンプルプログラムを動かしてみました。今回はRedBearLab社の２つを使用しました。

BLE Shield

Arduino用のシールドです。
2013/10/07現在でArduino Uno、Arduino Mega、Arduino Leonardoの３つに対応しています。
公式サイトで提供されているサンプルスケッチはFirmataプロトコルと呼ばれるArduinoを制御できる汎用プロトコルをBLE経由で使用できるものです。

公式サイトからダウンロードできるファイルは次の３つから構成され、それぞれ次のライセンスが記載されていました。
・BLEライブラリ(MITライセンス)
・BLE用Firmataライブラリ(LGPLライセンス)
・サンプルスケッチ(LGPLライセンス)
比較的扱いやすいライセンスが適用されています。

Arduinoに装着し、サンプルスケッチを書き込めば直ぐに使用できました。iPhone用のサンプルプログラムをAppStoreからダウンロードし、実行します。接続画面からArduinoに接続するとArduinoの操作画面が表示されます。操作画面からはArduinoの各ピンの電圧のON/OFFや値の読み取りが行えます。

サンプルスケッチではBLE経由のFirmataプロトコルの通信のみとなっていますが、内部実装を見たところ、通常のシリアル通信のようなやり取りもできるようになっていますので、自分でプロトコル設計をすれば独自のことも行えそうです。

BLE Mini

UARTインターフェースを持ったBLEモジュールです。
このBLEモジュールにはPINが６本あり、内２本がTX、RXのUARTインターフェースとなっており、標準的なシリアル通信が行うことができます。UARTインターフェースなのでArduinoに限らずRaspberry Pi、BeagleBone、Netduino、RENESAS、PICと幅広いボードで利用可能できそうです。

BLE Shield同様にFirmataプロトコル用のサンプルスケッチが提供されています。
※このサンプルスケッチはArduino Uno用になっており、Arduino Leonardoで動作させるには修正が必要でした。

BLE Miniはファームウェアの書き換えが可能で、後述のiBeaconのように単独での動作も可能になります。公式サイトによるとファームウェアの開発環境についてはまだベータ版ということですが、今後の広がりに期待が持てます。

iBeaconとBLE Mini

BLE MiniにはArduinoのような別のマイコンに接続せず、
単独でiBeaconとなるファームウェアが提供されています。
2013/10/07現在は正式な仕様が公開されておらず、
このファームウェアは試験評価用という位置づけですが、
こちらもiPhone用のサンプルプログラムが公開されており、
どのように動作するかを体験することができます。

非常に汎用的ですので応用すれば自分たちでBLEを用いたハードウェアを創ることもできます。BLEは省電力かつ手軽に使えるということからこれを使ったデバイスが増えていくことが期待されますので、これからもこういったモジュールを追って行きたいと思います。


なお、今回紹介したRedBearLab社のBLEモジュールは技術基準適合は受けておりません。電波暗室や電波障害を起こさない十分に広い敷地・建屋内で実験を行ってください。不用意に電波を発射すると、日本の法律に反する可能性がありますのでご注意ください。

今、流行のiBeaconとは？

最近よく耳にするiBeaconとはなんでしょうか。Appleはまだ明言していないようですが、いろいろなサイトを読むと、Bluetooth 4.0 で導入されたBLE（=Bluetooth Low Energy）をiOSで使えるようにしたものの総称のようです。iOS7から実装されています。